淺談用C#語言的winform開發(fā)工具實現(xiàn)π值的計算

張浩然

摘要：C#語言是微軟公司研發(fā)的最新語言，是一種面向?qū)ο蟮?、運行于.NET Framework之上的高級程序設(shè)計語言。本文旨在介紹利用基于C#編程語言的winform開發(fā)工具，實現(xiàn)用概率法計算π的演示系統(tǒng)。本系統(tǒng)由GDI技術(shù)、計算機圖形學(xué)、概率算法作為實現(xiàn)原理，由winform工具顯示其演示過程，同時本地配置.Net Fromwork框架環(huán)境保證系統(tǒng)正常運行。

關(guān)鍵詞：C# winform 概率法

中圖分類號：TP312 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0192-01

C#語言是微軟公司研發(fā)的最新語言，其優(yōu)勢特點明顯，借助此語言的優(yōu)勢，由winform工具顯示其演示過程，實現(xiàn)用概率法計算π的演示系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)要求

1.1 系統(tǒng)綜合要求

本系統(tǒng)要求是一個設(shè)計合理、實現(xiàn)方便的利用隨機性算法計算π的程序，特別是需要注意程序的表現(xiàn)形式，要合理、明了、簡單，有說服力。在此基礎(chǔ)上可以提供利用隨機性算法計算一些常見函數(shù)圖形的計算定積分近似值輔助程序。

1.2 系統(tǒng)界面要求

界面是用戶接觸系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，是人機交互的樞紐，界面的設(shè)計是否合理關(guān)系到整個系統(tǒng)的用戶體驗，所以界面設(shè)計是重中之重，本系統(tǒng)要求界面必須簡潔明了，易操作，方便用戶使用，重要的輸入框和結(jié)果顯示必須放在明顯的地方，使用戶可以一眼看到，盡可能的提高用戶體驗程度。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)為滿足功能需求，設(shè)計了四個功能窗體界面，主窗體界面功能為計算π的近似值：由用戶在輸入框內(nèi)輸入投放的點的數(shù)量，點擊“計算π”按鈕，空白區(qū)域會自動開始演示隨機點的降落過程，可以清晰的顯示出隨機點的降落位置，然后再右下角顯示出計算結(jié)果。在該窗體中還設(shè)置了三個跳轉(zhuǎn)按鈕：“計算sin”、“計算cos”、“計算半立方拋物線”，用來跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能界面。

3 開發(fā)工具簡介

3.1 Visual Studio 2010

Visual Studio是微軟公司推出的在Windows平臺應(yīng)用程序d的開發(fā)環(huán)境，是一個非常龐大的軟件，甚至包含代碼測試功能，而且由于其強大的編碼輔助功能，還被廣大程序員稱為“宇宙第一IDE”。

3.2 C#

C#的問世是來源于C和C++，不僅保持著 C++的高運行效率還提供了VB簡單的可視化操作。C#讓編寫各種基于MICROSOFT .NET平臺的應(yīng)用程序變得簡單快捷。

3.3 Winform

Winform具備功能強大、操作方便、使用安全、控件靈活、數(shù)據(jù)管理等特點，能夠設(shè)計窗體和可視控件，還可以在瀏覽器中運行的不可信控件和用戶硬盤上安裝的完全可信的應(yīng)用程序，開發(fā)人員可以定義自己有特色的新的控件，方便的數(shù)據(jù)顯示和操作。

4 主要界面設(shè)計

（1）計算π界面實現(xiàn)：用戶在“測試總點數(shù)n”后面的輸入框內(nèi)輸入要投放的點數(shù)，左邊標(biāo)有取值范圍，需要用戶按范圍輸入。（2）利用sin、cos函數(shù)圖像、半立方拋物線求陰影面積界面實現(xiàn)：由用戶按上方的取值范圍輸入起點和終點，點擊“開始計算按鈕”后，系統(tǒng)開始計算，計算結(jié)果會顯示在界面的右下角處。

5 主要功能設(shè)計

5.1 計算π功能實現(xiàn)

當(dāng)系統(tǒng)開始計算時，界面會實時更新落點的位置，但是有一個難題，就是無法讓一個像素點改變顏色，所有我采取了另一種方法，就是畫線！假設(shè)投放的隨機點的坐標(biāo)為（x，y），則由該點當(dāng)做起點，將（x+1，y+1）當(dāng)做終點，兩點之間畫直線，這樣既可以達到想要的效果，而且由于這條線1個像素的長度，所以并不影響視覺效果；當(dāng)計算結(jié)束后，結(jié)果會顯示在右下角處。

5.2 利用sin、cos函數(shù)圖像、半立方拋物線求陰影面積功能實現(xiàn)

統(tǒng)開始計算時，界面會實時更新落點的位置，使用戶可以更直觀的看到這個過程，當(dāng)計束后，結(jié)果會顯示在右下角處。

6 測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

在系統(tǒng)的各項的開發(fā)環(huán)節(jié)都陸續(xù)完成之后，為了測試系統(tǒng)運行的準(zhǔn)確性，進行了大量的數(shù)據(jù)測試，并得到了一些測試結(jié)果。

6.1 概率法計算π的近似值的測試結(jié)果（見表1）

π的取值大概在3.1415～3.1416之間，通過測試得到的結(jié)果可以看出，當(dāng)投放的點足夠多時，此系統(tǒng)計算π的近似值得出的結(jié)果還是比較接近真實值的。

6.2 測試計算sin函數(shù)定積分的近似值

測試的函數(shù)表達式為：f（x）=sin（x/180 * π） * 100，投放的點數(shù)為5000點，可以看出，此系統(tǒng)經(jīng)過計算所得出的近似值與實際值還是有一定的誤差的，但是誤差在10以內(nèi)，是可以接受的。

6.3 測試計算定積分的近似值

測試的函數(shù)表達式為：f（x） = cos（ x/180 * π） * 100），投放的點數(shù)為5000點，可以看出，此系統(tǒng)經(jīng)過計算所得出的近似值與實際值還是有一定的誤差的，但是誤差也比較小，同樣可以接受。

參考文獻

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